JPH0952079A - シュレッダ−ダストを処理して再利用する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】埋め立て処理や焼却処理に代えて、シュレッダ
−ダストを資源として再利用することで、埋め立て処分
される二次廃棄物量を極めて少なくすると共に、設備
費、ランニング費が共に安価なシュレッダ−ダストの再
利用装置を提供する。 【解決手段】水分２０重量％以下のシュレッダ−ダスト
中に含まれるガラス片、土砂などの不燃物を、乾留する
前に除去する篩分装置２と、前記不燃物を除去したシュ
レッダ−ダストを、３５０〜５００℃で空気をほぼ遮断
して乾留する乾留炉３とを具備することによって、無機
物含有量の少ない、発熱量の高い炭化物が得られるよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば廃自動
車、廃家電等をシュレッダ−処理することによって発生
した、廃プラスチックを主体とし、ガラス片、土砂など
の無機物及び銅、アルミニウム等の金属を含有するシュ
レッダ−ダストを処理して、溶解・精錬用燃料若しくは
加炭材として再利用する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃自動車、廃家電等をシュレッダ
−処理することによって発生した、一般には塩化ビニ−
ルを含む廃プラスチックを主体としたダストの処理方法
は、一部ではダストを焼却処理しているが、現在その大
部分は、そのまま若しくは減容して地中に埋める方法が
とられている。しかしながら、焼却処理する方法には、
硫黄酸化物、窒素酸化物、塩化水素、有機塩素化合物等
の有害ガスが発生するので、これらを無害化する必要が
あり、そのための設備が高価になる難点があった。ま
た、埋め立て処理する方法には、埋め立て処分用地の逼
迫化と、環境汚染への懸念から社会問題化する問題があ
った。

【０００３】塩化ビニ−ルの含有量が少なく、且つ無機
物及び金属の混入量が少なければ、焼却してその熱を利
用したり、触媒を利用して熱分解し、油若しくはガスを
回収し、ガスからは例えば燃焼させて電力を得ることが
コスト面からも可能である。しかしながら、シュレッダ
−ダストは、一般には５〜１０重量％の塩化ビニ−ルを
含むプラスチック分が５０重量％しか含まれておらず、
残りは鉄、銅、アルミニウム、亜鉛合金等の金属とガラ
ス、土砂等の無機物である。このため、焼却する場合
は、排ガス中に多量の塩化水素が混入するため、高価な
排ガス処理装置が必要となる。また、焼却残渣が５０重
量％程度となるので、この残渣処理費用は埋め立て処理
費用よりも高額になると共に、この焼却残渣を埋め立て
た場合は、埋め立て地の寿命の延命にも効果が少ない。

【０００４】油を回収する場合は、発生ガス中の塩素の
ため、触媒の活性が低下し、良質油の回収が難しくなる
だけでなく、シュレッダ−ダスト中の多量の混入物が前
処理工程を複雑にして、処理費用が高価となり、また残
渣の処理費用も高価となるので、工業的に採算のとれな
いものとなっている。ガス化して発電する場合も、塩素
の処理及び残渣処理が高価となるだけでなく、発電装置
も必要となるため、工業的に採算がとれない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、埋め立て
処理や焼却処理に代えて、シュレッダ−ダストを資源と
して再利用することで、埋め立て処分される二次廃棄物
量を極めて少なくすると共に、設備費、ランニング費が
共に安価なシュレッダ−ダストの再利用装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的に沿う本発明の
構成は、水分２０重量％以下のシュレッダ−ダスト中に
含まれるガラス片、土砂などの不燃物を除去する篩分装
置と、前記不燃物を除去したシュレッダ−ダストを、３
５０〜５００℃で空気をほぼ遮断して乾留する乾留炉
と、乾留残渣を金属と炭化物とに分離する分離装置と、
分離した炭化物をそのまま若しくは造粒して電気炉，高
炉，転炉等の溶解・精錬炉に投入する投入装置とを備え
たことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明では、シュレッダ−ダスト
から生成した炭化物を溶解・精錬用燃料若しくは加炭材
として再利用するものであるが、再利用するためには、
炭化物中の金属、無機物等の不純物をできるだけ除去
し、純粋な炭素分の含有量を多くして、発熱量を大きい
ものとする必要がある。炭化物中の不純物には、無機物
と金属とがあり、金属は乾留後粉砕して分離することも
できるが、無機物は粉砕機で炭化物と共に粉砕されるの
で、炭化物との分離が非常に困難となる。

【０００８】そのため、本発明では、乾留する前に、シ
ュレッダ−ダストを乾燥して水分を２０重量％以下とし
て無機物を分離している。尚、既に水分２０重量％以下
となっているシュレッダ−ダストは、そのまま使用する
ことができる。このように、シュレッダ−ダスト中の水
分が２０重量％以下のシュレッダ−ダストを使用するこ
とによって、多量の水分を含む湿ったシュレッダ−ダス
トのプラスチック分に付着していたガラス片、土砂など
の不燃物を強い衝撃を与えることなく、篩分装置によっ
て容易に分離することができる。そのため、強い衝撃を
与えると篩下に落ちる繊維状のプラスチック分を、篩上
に残して乾留の原料とすることができ、埋め立て処理す
る篩下をプラスチック分の極めて少ないガラス片、土砂
などの無機物のみとすることができる。

【０００９】また、生成した炭化物を、溶解・精錬炉で
再利用するに際し、燃料若しくは加炭材としての効果を
有効に発揮させるためには、投入方法を炉の形式によっ
て変える必要がある。比較的オ−ブンな電気炉の場合
は、粉体のままで吹き込みによって投入すると、炭化物
の多くは集塵機側に吸入され、燃料若しくは加炭材とし
ての効果を充分に発揮しないばかりか、集塵機の詰まり
或は火災などの原因となる。

【００１０】このため、集塵機側に吸入されない大き
さ、具体的には、径５ｍｍ程度以上の大きさに造粒して
投入する。造粒することでバケット或はコンベア−での
投入が可能となり、専用の投入装置の新たな設置は、必
ずしも必要としない。また、造粒することにより、粉塵
が発生しないため、ハンドリングが容易となる。

【００１１】造粒するためには、バインダ−が必要であ
るが、燃料としての効果を期待する場合は、水或は水溶
性のバインダ−は投入前に乾燥を必要とする。この乾燥
工程を省略するためには、バインダ−として軽油、重油
に代表される脂肪族炭化水素油を用いるのが好ましい。

【００１２】高炉或は電気炉でも比較的機密性の保たれ
た炉の場合は、粉体のままでの吹き込み装置で投入して
も充分効果が得られる。その際、炭化物は燃焼し易いの
で、微粉炭用バ−ナ−で燃焼させることが可能である。
炭化せずにプラスチック類を微粉砕して吹き込んだ場合
は、プラスチック類は燃焼し難く、より高温の雰囲気を
作らないと燃焼しないため、そのまま微粉炭バ−ナーを
使用することはできない。

【００１３】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。本実施例は、電気炉を対象として述べるが、燃
料若しくは加炭材としての効果は、前記高炉、転炉等に
対しても同様の効果があることは言うまでもないので、
本実施例に限定されない。

【００１４】図１に示すように、本発明の処理装置は、
シュレッダ−ダスト中の水分を２０重量％以下とするた
めの乾燥装置１と、乾燥後シュレッダ−ダストに含まれ
るガラス片、土砂などの不燃物を除去する篩分装置２
と、前記不燃物を除去したシュレッダ−ダストを、３５
０〜５００℃で空気をほぼ遮断して乾留する乾留炉３
と、乾留残渣を金属と炭化物とに分離する分離装置１２
と、分離した炭化物を造粒する造粒装置１４と、造粒し
た炭化物を電気炉１６に投入する投入装置１５とから構
成されている。

【００１５】本発明に使用するシュレッダ−ダストは、
廃自動車、廃家電等をシュレッダ−処理することによっ
て発生した、廃プラスチックを主体とし、ガラス片、土
砂などの無機物及び銅、アルミニウム等の金属を含有し
ている。廃プラスチック分は、５０重量％（乾燥したシ
ュレッダ−ダスト全量に対して）程度含有され、この廃
プラスチック分には、一般に５〜１０重量％（乾燥した
シュレッダ−ダスト全量に対して）の塩化ビニ−ルが含
有されている。

【００１６】シュレッダ−ダスト中には、多いもので、
３５〜４０重量％の水分が含有されている。本発明で
は、シュレッダ−ダスト中の水分を２０重量％以下、特
に好ましくは１０重量％以下とするか、或はこのような
低い水分含量のシュレッダ−ダストを使用する必要があ
る。既に、シュレッダ−ダスト中の水分含量が２０重量
％以下の場合は、上記乾燥装置１は、特に使用しなくと
も良い。

【００１７】シュレッダ−ダスト中の水分が２０重量％
より多いと、ガラス、土砂などの除去率が悪くなり、回
収炭化物の発熱量が低下するほか、シュレッダ−ダスト
の乾留に多くの熱量を必要とすると共に、乾留によって
生成したガス、油等によって賄える熱量の割合が低下す
る。本発明では、３５０〜５００℃という低温で空気を
遮断して乾留する必要があるが、このようにすることに
よって、乾留中有害物質の発生を少なくすることができ
ると共に、効果的に再利用し得る炭化物が生成する。

【００１８】溶解・精錬炉への投入装置１５としては、
吹込み機、コンベアまたはバケットを使用することがで
きる。造粒した炭化物は、そのまま溶解・精錬用燃料若
しくは加炭材として再利用することができる。一方、製
鋼する際には、製鋼ダストが発生し、この製鋼ダストも
有効な利用方法がなく、再度炉内に投入する場合も発塵
を伴うため作業環境を悪化させる問題があった。本発明
の方法によって得た炭化物を、製鋼ダストと混合して造
粒することによって、作業環境を悪化させるほどの発塵
を伴うことなく、炉内に投入して溶解・精錬用燃料若し
くは加炭材として再利用することができる。

【００１９】このように、シュレッダ−ダストからの炭
化物を製鋼ダストと混合して造粒すると、造粒体の強度
及び見掛け密度が高くなる。これは、製鋼ダストが平均
１〜１０μｍ程度と粒径が非常に細かいので、数百μｍ
程度の粒径としたシュレッダ−ダストからの炭化物と緻
密に混合するからである。造粒する場合は、灯油、軽油
または重油等の脂肪族炭化水素油を使用するのが、強度
の高い造粒体が得られることから好ましい。

【００２０】本発明の効果を更に十分発揮させるため、
乾留炉３と、炭化物、非鉄金属分離装置（金属と炭化物
とに分離する分離装置）１２との間には、乾留残渣を冷
却しながら排出する水冷スクリュ−９と、冷却された残
渣を粉砕する粉砕装置１０と、粉砕された乾留残渣から
鉄を除去する磁選装置１１とが順次接続されている。こ
のように、乾留残渣を冷却して粉砕し、磁選装置１１で
鉄を除去した後、炭化物、非鉄金属分離装置１２で、非
鉄金属と炭化物とに分離することによって、乾留残渣
を、鉄、非鉄金属及び炭化物とに効果的に分離すること
ができる。炭化物、非鉄金属分離装置１２としては、篩
分装置が使用され、篩上の非鉄金属と、篩下の炭化物と
に分離される。

【００２１】乾留炉３には、乾留ガスを冷却・凝縮する
ことなく保温して、前記乾留炉の外熱炉のバ−ナ−６に
供給する乾留ガス排出管７が接続されている。また、こ
のように構成する代わりに、図１の破線で示すように、
乾留ガスを、油と水とガスとに分離する乾留ガス冷却装
置１９と、ガス洗浄装置２０と、分離されたガスを前記
外熱炉のバ−ナ−６に供給する洗浄ガス供給管２１とを
接続しても良い。乾留炉３の外熱炉４と乾燥装置１と
は、燃焼ガス排出管８が接続され、燃焼ガスを乾燥装置
１の熱源としている。乾燥装置１を通過した燃焼ガス
は、排ガス処理装置１７によって処理され、無害化して
大気中に放出される。

【００２２】上記のように構成したことによって、本発
明の装置の乾燥と乾留の熱源は、立ち上げと立ち下げの
運転以外は、生成する乾留ガスで賄うことができるの
で、外部からの新たな熱源の投入を必要としないから、
ランニングコストを大幅に削減することができる。炭化
物、非鉄金属分離装置１２には、必要に応じて、非鉄金
属を銅、アルミニウム等の個々の金属に分離する非鉄金
属分離装置１８と、分離された炭化物中に混入された銅
の細線を分離する銅細線分離装置１３とが接続されてい
る。

【００２３】製鋼用燃料若しくは加炭材として使用する
には、銅は鋼の性質を劣化させるため除去する必要があ
る。シュレッダ−ダストの状態では、銅は被覆銅線の形
態で混入している場合が多いので、銅だけをダストから
除去することはできないが、本発明のように炭化するこ
とによって、銅線を容易に除去することができる。この
ようにして得た炭化物は、単独或は製鋼集塵ダストと混
合し、造粒装置１４で造粒して、投入装置１５から製鋼
用電気炉１６に投入され、燃料或は加炭材として再利用
される。

【００２４】次に、上記本発明の装置を使用してシュレ
ッダ−ダストを処理した例を示す。水分３５重量％のシ
ュレッダ−ダストを、ロ−タリ−キルン式の乾燥装置１
で、外熱炉４の排ガスを熱源として、水分７重量％まで
乾燥した。ついで、篩分装置２で篩分けて、２０重量％
のガラス片、土砂などの無機物を分離した。残りのプラ
スチックを主体としたダストを、４００℃の温度に設定
した乾留炉３内に投入し、４０分間滞留させて乾留し
た。投入したダスト重量の６５％が、乾留残渣として排
出された。

【００２５】残りの３５％は、冷却すればガス、油、水
に分離される成分であるが、炉内から排出された時点で
は、ガス状であった。このガスを、乾留ガス排出管７で
保温した状態で、外熱炉４内に設置した生成バ−ナ−６
に送って燃焼させることによって、投入開始から３０分
後以降は、炉の立ち上げに使用したＬＰＧバ−ナ−５を
切った状態でも炉内温度を４００℃に維持することがで
きた。

【００２６】乾留炉３から排出された乾留残渣は、まず
ロッドミル方式の粉砕装置１０で粉砕し、ついで磁選装
置１１で鉄を回収し、残りを篩目２ｍｍの篩分装置、即
ち炭化物、非鉄金属分離装置１２で、篩下の炭化物と篩
上の非鉄金属とに分離した。その結果、５％の鉄と、１
０％の非鉄金属が回収できた。鉄と非鉄金属は、若干黒
みがかっていたが、表面の酸化もなく、炭化物とも良く
分離されていた。

【００２７】乾留残渣の８５重量％は、炭化物として回
収された。この炭化物は、灰分２９重量％で、５０００
カロリ−／ｇの発熱量を有していた。篩目を通った直径
２ｍｍ以下の炭化物は、製鋼ダストに３０重量％混合
し、重量比で７％の重油をバインダ−として添加し、造
粒機１４で平均粒径約１０ｍｍに造粒した。

【００２８】このようにして得た炭化物と製鋼ダストと
の造粒物を、溶鋼１トンに対して、７０Ｋｇの割合で、
スクラップと共にバケット１５に装入し、電気炉１６に
投入した。その結果、製鋼ダストだけを投入した場合と
比べて、製鋼の電力原単位の低下は認められず、石炭、
コ−クスに代わる燃料として十分使用できることが確認
できた。

【００２９】次に、水分３５重量％のシュレッダ−ダス
ト中の水分を、上記と同様にして、次表１に示す水分に
乾燥して、無機物（ガラス、土砂等）を分離し、同様に
炭化物を回収した。水分含有量を変化させて、無機物の
除去率と、回収炭化物の発熱量を測定し、結果を次表１
に示した。

【００３０】

【表１】

【００３１】上記のようにして乾燥したシュレッダ−ダ
ストについて、乾留に要した熱量と、副生するガスと油
とによって、乾燥と乾留の熱源として賄える熱量の割合
（リサイクル率）とを測定し、結果を次表２に示した。

【００３２】

【表２】

【００３３】本発明では、乾留する前に、水分１０重量
％以下のシュレッダ−ダストから無機物を分離している
ので、湿ったシュレッダ−ダスト中のプラスチック分に
付着していた不燃物を強い衝撃を与えることなく、篩分
装置によって容易に分離することができるから、強い衝
撃を与えると篩下に落ちる繊維状のプラスチック分を、
篩上に残して乾留の原料とすることができる。また、乾
燥しているシュレッダ−ダストを使用することによっ
て、乾留炉を運転するための熱量を減少させることがで
きる。

【００３４】生成した炭化物を燃料として使用する場
合、その発熱量が重要な要素となる。本発明では、事前
に無機物を除去することと、低温で乾留することによっ
て、高発熱量の炭化物が得られる。事前に無機物を除去
して、低温で乾留したシュレッダ−ダストからの炭化物
は、灰分が少なく、炭化物の生成比率が高いので、燃焼
の熱量が大きくなるからである。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、シ
ュレッダ−ダストから不純物含有量の少ない高品質の炭
化物を回収することができるから、高い発熱量の炭化物
が得られ、製鋼用燃料若しくは加炭材として効果的に再
利用することができるほか、有効な利用方法のない製鋼
ダストと混合して溶解・精錬用燃料若しくは加炭材とし
て再利用することができるので、これら両ダストの埋め
立て処理や焼却処理に伴う問題を回避することができ
る。

【００３６】また、本発明の処理装置は、乾燥と乾留の
熱源は、装置内のリサイクルで賄うこともできるので、
ランニングコストを大幅に削減することができる。更
に、炭化物中の灰分は、新たな溶融設備を設けることな
く、溶解・精錬炉中でスラグ化され、路盤材等として再
利用することができるので、二次排気物の排出量も極め
て少なくすることができる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すフロ−シ−トである。

【符号の説明】

１ 乾燥装置 ２ 篩分装置 ３ 乾留炉 ４ 外熱炉 ６ 外熱炉のバ−ナ− ７ 乾留ガス排出管 ８ 燃焼ガス排出管 ９ 水冷スクリュ− １０ 粉砕装置 １１ 磁選装置 １２ 金属と炭化物とに分離する装置（炭化物、
非鉄金属分離装置） １３ 銅細線分離装置 １４ 造粒装置 １５ 炭化物投入装置 １６ 製鋼用電気炉 １７ 排ガス処理装置 １８ 非鉄金属分離装置 １９ 乾留ガス冷却装置 ２０ ガス洗浄装置 ２１ 洗浄ガス供給管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｌ 5/44 ＺＡＢ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ｚ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水分２０重量％以下のシュレッダ−ダスト
   中に含まれるガラス片、土砂などの不燃物を除去する篩
   分装置と、前記不燃物を除去したシュレッダ−ダスト
   を、３５０〜５００℃で空気をほぼ遮断して乾留する乾
   留炉と、乾留残渣を金属と炭化物とに分離する分離装置
   と、分離した炭化物をそのまま若しくは造粒して電気
   炉，高炉，転炉等の溶解・精錬炉に投入する投入装置と
   を備えたことを特徴とするシュレッダ−ダストの再利用
   装置。
2. 【請求項２】前記分離した炭化物を、バインダ−として
   脂肪族炭化水素油を使用して造粒してなる請求項１に記
   載の装置。
3. 【請求項３】前記シュレッダ−ダスト中の水分が、１０
   重量％以下である請求項１または２に記載の装置。
4. 【請求項４】前記不燃物を除去する前に、前記シュレッ
   ダ−ダスト中の水分を２０重量％以下とする乾燥装置を
   具備してなる請求項１に記載の装置。
5. 【請求項５】前記溶解・精錬炉への投入装置が、吹込み
   機、コンベアまたはバケットであり、前記炭化物を製鋼
   ダストと混合して造粒した形態で、溶解・精錬用燃料若
   しくは加炭材として投入する請求項１または２に記載の
   装置。
6. 【請求項６】前記乾留残渣を金属と炭化物とに分離する
   前工程に、粉砕装置を配設してなる請求項１に記載の装
   置。
7. 【請求項７】前記乾留炉に接続し、乾留ガスを冷却・凝
   縮することなく保温して、前記乾留炉の外熱炉のバ−ナ
   −に供給する乾留ガス排出管と、乾留炉の外熱炉と乾燥
   装置とを接続し、燃焼ガスを乾燥装置に供給する燃焼ガ
   ス排出管と、乾燥装置を通過した燃焼ガスの排ガス処理
   装置とを備えてなる請求項１に記載の装置。
8. 【請求項８】前記乾留炉に接続し、乾留ガスを、油と水
   とガスとに分離する乾留ガス冷却装置と、ガス洗浄装置
   と、分離されたガスを前記外熱炉のバ−ナ−に供給する
   洗浄ガス供給管と、乾留炉の外熱炉と乾燥装置とを接続
   し、燃焼ガスを乾燥装置に供給する燃焼ガス排出管と、
   乾燥装置を通過した燃焼ガスの排ガス処理装置とを備え
   てなる請求項１に記載の装置。
9. 【請求項９】前記金属と炭化物とを分離する装置として
   前記乾留炉に接続した、乾留残渣を冷却しながら排出す
   る水冷スクリュ−と、冷却された残渣を粉砕する粉砕装
   置と、粉砕された乾留残渣から鉄を除去する磁選装置
   と、炭化物と非鉄金属とに分離する炭化物、非鉄金属分
   離装置とを備えてなる請求項６または７に記載の装置。
10. 【請求項１０】前記炭化物、非鉄金属分離装置が、篩分
    装置である請求項８に記載の装置。
11. 【請求項１１】前記炭化物、非鉄金属分離装置に接続し
    て、非鉄金属を銅、アルミニウム等に分離する非鉄金属
    分離装置と、分離された炭化物中に混入された銅の細線
    を分離する銅細線分離装置とを備えてなる請求項９に記
    載の装置。